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三极管的基本知识

三极管,全称应为半导体三极管,也称双极型晶体管、晶体三极管,是一种控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号,也用作无触点开关。

三极管是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结,两个PN结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区,排列方式有PNP和NPN两种。

它最主要的功能是电流放大(模拟电路)和开关作用(数字电路)。

对于NPN管,它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成,发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e (Emitter)、基极b (Base)和集电极c (Collector)

Ie=Ib+Ic
在基极补充一个很小的Ib,就可以在集电极上得到一个较大的Ic,这就是所谓电流放大作用,Ic与Ib是维持一定的比例关系

放大原理
1、发射区向基区发射电子
电源Ub经过电阻Rb加在发射结上,发射结正偏,发射区的多数载流子(自由电子)不断地越过发射结进入基区,形成发射极电流Ie。同时基区多数载流子也向发射区扩散,但由于多数载流子浓度远低于发射区载流子浓度,可以不考虑这个电流,因此可以认为发射结主要是电子流。

2、基区中电子的扩散与复合
电子进入基区后,先在靠近发射结的附近密集,渐渐形成电子浓度差,在浓度差的作用下,促使电子流在基区中向集电结扩散,被集电结电场拉入集电区形成集电极电流Ic。也有很小一部分电子(因为基区很薄)与基区的空穴复合,扩散的电子流与复合电子流之比例决定了三极管的放大能力。

3、集电区收集电子
由于集电结外加反向电压很大,这个反向电压产生的电场力将阻止集电区电子向基区扩散,同时将扩散到集电结附近的电子拉入集电区从而形成集电极主电流Icn。另外集电区的少数载流子(空穴)也会产生漂移运动,流向基区形成反向饱和电流,用Icbo来表示,其数值很小,但对温度却异常敏感。

三极管电流放大的实质是以基极电流IB的微小变化控制集电极电流IC的较大变化。

电感器的介绍

电感器是一种把电能转换成磁能而存储起来的元件。电感器只有一个绕组,电感器有一定的电感,能阻碍电流的变化,如果有电流通过,断开时电感器会试图阻碍电流变化。电感器也叫扼流器、电抗器。
电感器的结构类似于变压器,但只有一个绕组。

电感这个元件在电子电路中是经常见到的,我们炒菜用的电磁炉里面有线圈盘它是特制的电感、电源变压器、电流互感器以及扼流圈都是电感。它在电路中一般起到滤波、扼流、调谐、延时、耦合、补偿等很多作用,来说说电感是如何进行充放电的。

电感器一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁芯或铁芯组成。

作用:阻交流通直流,阻高频通低频(滤波),也就是说高频信号通过电感线圈时会遇到很大的阻力,很难通过,而对低频信号通过它时所呈现的阻力则比较小,即低频信号可以较容易的通过它。电感线圈对直流电的电阻几乎为零。

电感器的分类

自感器
当线圈中有电流通过时候,线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时,其周围的磁场也产生相应的变化,此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势(感生电动势)(电动势用以表示有源元件理想电源的端电压),这就是自感。

用导线绕制而成,具有一定匝数,能产生一定自感量或互感量的电子元件,常称为电感线圈。为增大电感值,提高品质因数,缩小体积,常加入铁磁物质制成的铁芯或磁芯。电感器的基本参数有电感量、品质因数、固有电容量、稳定性、通过的电流和使用频率等。由单一线圈组成的电感器称为自感器,它的自感量又称为自感系数。

互感器
两个电感线圈相互靠近时,一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈,这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度,利用此原理制成的元件叫做互感器。

特性

电感器的特性与电容器的特性相反,具有阻碍交流通直流的特性。直流信号通过电感器时的电阻是导线本身的电阻很小。当交流信号通过自感器的时候,线圈两端会产生自感电动势,自感电动势的方向与电压的方向相反,阻碍交流通过。另外交流信号的频率越高,线圈阻抗越大。电感器经常与电容器一起,构成LC滤波器,LC振荡器等。人们还利用电感的特性,制造了阻流圈、变压器、继电器等。

单位
电感符号:L

电感单位:亨(H)、毫亨(mH)、微亨
(μH),换算关系为:1H=10^3mH=10^6μH=10^9nH。